AutoCAD中矿井巷道三维建模及其意义.pdf

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1、第1期矿山测量No．12011年2月MINESURVEYINGFeb．2Olldoi：10．3969／j．issn．1001—358X．2011．O1．009AutoCAD中矿井巷道三维建模及其意义‘陈安国，李福柱(开滦能源化工股份公司吕家坨矿业分公司，河北唐山063107)摘要：随着矿井巷道延伸与回采工作面的布置，矿井巷道间的空间关系越来越复杂，传统的二维图形已暴露出其巨失弊端。利用AutoCAD二次开发程序进行矿井巷道三雏建模，提高了三维建模效率，对矿山测量中、腰线标定、贯通距离预计、贯通点断面分析、煤岩柱计算、矿山安全预警等具有重要意．义

2、。关键词：三维建模；中线点；法向量；AutoCAD中图分类号：P209文献标识码：B文章编号：1001—358X(2011)O1—0027一O2传统的二维巷道图形能准确的表示巷道的平面井巷道断面基本形状有两种：拱形巷道和矩形(梯位置关系，而对于巷道坡度变化、空间交叉等高程位形)巷道。断面规格不一，如：掘进巷道通常为4．5置关系表示不直观，通过近几年的矿山测量实践，发×2．8nl，开拓巷道有4．6×3．2ln，4．0×3．0m，现巷道贯通偏差事故多发生在高程上，而方向上很3．6×2．8m，3．0×2．5m等。用户根据需要选择少发生，这与使用只能表

3、示平面位置的二维图形有三种建模方式之一进行三维建模：方式一根据用户很大关系。如果手工在AutoCAD中进行三维建模，输入的相邻两导线点的三维坐标值及点位(即距左对操作者的水平要求较高，工作效率低，不能满足日邦距离、距右邦距离)建模，适用于对新测的导线延常工作的需要。为了改变这种状况，对测量工作进伸巷道进行建模；方式二直接利用用户输入的相邻行及时有效的指导，提高工作质量和效率，编制了两中线点三维坐标建模，适用于快速对已有的二维AutoCAD二次开发程序——矿井巷道三维建模。巷道向三维巷道模型的转换；方式三是对方式二的另一种形式，通过用户依次输入中

4、线点．水平距，方1程序简介位角，倾角进行建模，通常用于设计巷道的建模。由于三维建模占用内存大，运算复杂，耗时长，具体操作步骤按照CAD命令行的提示进行。为提高执行速度，采用VC2005+Objectarx2007的方2算法及其实现过程式对AutoCAD2007进行二次开发。程序能正确运行于AutoCAD2007和AutoCAD2008上。加载成功根据ObjectARX类库及方法，设计进行一段巷chen3dTude．arx后，在命令行输入”3dhd”或道三维建模的流程如图2所示。“3dtude”，程序显示界面如图1。．在xoy平面内仓!腱巷jI计

5、算法向量．并将其设lI计算拉伸道断砸而域广1置为该面域的法向量I长度拉伸面域形成ll利用几何变换将三维实l广三维实体卜叫体移动至正确的位置_叫!!图2设计巷道三维建模流程示意(1)使用多段线构建巷道断面。矿山巷道断面形状一般为拱形或矩形(梯形)，故提供两种断面形状选择方式。再根据提供的宽度与高度计算出特征点的坐标值。因CAD中默认的法向量为(0，0，1)，圈1程序显示界面故构建巷道断面时特征点的排列顺序应为逆时针方该程序初步实现了对矿山巷道的三维建模。矿向，如图2。规格为4．5×2．8的拱形巷道，特征点坐27第1期矿山测量2011年2月标排列可

6、为(0，0)，(width，0)，(width，height—width／2)，(0，height—width／2)。(0．0J(width，0)圈3拱形巷逍特征点坐标值(2)计算巷道断面法向量，构建面域。巷道建模图3已建好的三维巷道实体方式一根据用户输入的相邻两导线点的三维坐标值及点位(左、右邦距)，计算出中线点的三维坐标值，从而确定巷道断面的法向量；建模方式二利用用户输入的相邻两中线点坐标计算巷道断面的法向量；建模方式三是对方式二的变换，用户输人一个中线点的三维坐标，再输入水平距、方位角和倾角，程序计算出另一个中线点的三维坐标，然后得出法向

7、量。(3)计算断面的拉伸长度，即相邻两中线点的斜距。(4)拉伸断面，形成三维巷道实体。图4二维截平面图(5)将三维巷道实体移动至正确的位置。通过间位置关系。右手螺旋定则可以知道，初始的法向量是指向显示(4)能轻松区分各个层位的巷道，通过三维建模屏对面的，故原点(0，0，0)所在的位置即为巷道右邦形成的巷道能保证巷道的完整性。克服了使用二维角点的位置。将三维实体通过原点(0，0，0)移动至图形表示层位混乱的情况。真实的巷道右邦角点坐标，完成建模。(5)在AutoCAD中建立用户自定义坐标系，可经验证，使用该程序进行三维建模与提供数据轻松测量数据，

8、如巷道间的岩柱、贯通最小距离等，(三维坐标、坡度、高程等)完全相符。数据准确可靠，从而减轻了计算量。在采用手算获3结论取数据时，通常要用到复杂的空间解